干旱脅迫對(duì)烤煙生理特征和產(chǎn)質(zhì)量的影響

李建平 陳振國 譚本奎 上官力 孫敬國 孫光偉 馮吉

摘要 為了探索干旱脅迫對(duì)烤煙的影響，在利川開展烤煙不同生育期不同干旱程度對(duì)烤煙某些理化特性及產(chǎn)質(zhì)量影響的研究。結(jié)果表明，在煙葉干旱過程中，隨著干旱程度的加深，煙葉的光合指標(biāo)和部分生理指標(biāo)均受到較大影響，各項(xiàng)光合指標(biāo)和生理指標(biāo)都呈降低趨勢。煙葉的農(nóng)藝性狀也受到影響，隨著干旱程度的加重，煙葉生長受阻，植株矮化，煙葉不能正常成熟，烘烤后煙葉的質(zhì)量很差，對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀造成很大影響。因此，在煙葉生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)對(duì)高溫干旱的應(yīng)對(duì)措施，避免旱災(zāi)損失。

關(guān)鍵詞 烤煙;干旱脅迫;理化特性;產(chǎn)質(zhì)量

中圖分類號(hào) S 572? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A? 文章編號(hào) 0517-6611（2021）21-0039-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.21.010

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Drought Stress on Physicochemical Properties， Yield and Quality of Flue-cured Tobacco

LI Jian-ping? CHEN Zhen-guo? TAN Ben-kui2 et al

（1.Tobacco Research Institute of Hubei Province，Wuhan， Hubei 430030;2.Zigui Marketing Department， Yichang Tobacco Company of Hubei Province，Zigui， Hubei 443600）

Abstract In order to research the effects of drought stress on flue-cured tobacco， the experiments of different drought degrees at different growing stages of flue-cured tobacco on physicochemical properties， yield and quality were carried out in Lichuan. The results showed that the photosynthetic indexes and some physiological indexes of tobacco leaves were greatly affected with the deepening of drought stress， and all the photosynthetic indexes and physiological indexes showed a decreasing trend. With the increase of drought degree， the agronomic traits of tobacco leaves were also affected. The growth of tobacco leaves were hindered， the plants were dwarfed， the tobacco leaves could not mature normally， and the quality of tobacco leaves after baking was poor， which had a great impact on economic traits. Therefore， the measures to deal with high temperature and drought should be strengthened in tobacco production to avoid drought loss.

Key words Flue-cured tobacco;Drought stress;Physicochemical properties;Yield and quality

基金項(xiàng)目 中國煙草總公司湖北省公司重點(diǎn)項(xiàng)目“烤煙大田生長前期根系發(fā)育障礙及應(yīng)對(duì)技術(shù)研究與應(yīng)用”（027Y2020-004）。

作者簡介 李建平（1966—），男，湖北建始人，高級(jí)農(nóng)藝師，從事煙草栽培調(diào)制技術(shù)研究和生產(chǎn)技術(shù)推廣工作。*通信作者，高級(jí)農(nóng)藝師，博士，從事煙草栽培信息技術(shù)、生物信息學(xué)研究和分子生物學(xué)研究。

收稿日期 2021-06-21

煙草（Nicotiana tabacum L.）是我國重要的葉用經(jīng)濟(jì)作物之一，煙葉生產(chǎn)是煙區(qū)農(nóng)民增收的主要來源，在國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用[1-2]。煙葉生長前期要求有充足的水分，以滿足營養(yǎng)生長需求，而我國煙區(qū)主要集中在缺乏灌水條件的丘陵山地且旱情頻發(fā)，干旱脅迫已經(jīng)成為烤煙優(yōu)質(zhì)穩(wěn)產(chǎn)的主要限制因子之一[3]。有研究表明，干旱脅迫不僅導(dǎo)致煙草產(chǎn)量下降，而且煙葉中的含糖量減少，糖堿比、鉀氯比、氮堿比下降，蛋白質(zhì)、總氮和煙堿等物質(zhì)含量增加，化學(xué)成分協(xié)調(diào)性受到破壞，煙葉質(zhì)量嚴(yán)重下降[4-7]。鑒于此，筆者探討了干旱脅迫對(duì)煙草某些光合指標(biāo)、生理生化指標(biāo)及煙葉產(chǎn)質(zhì)量的影響，旨在為煙草干旱脅迫研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為云煙87。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)在利川柏楊鎮(zhèn)利川試驗(yàn)基地大棚進(jìn)行，海拔1 180 m。單行壟，行距1.2 m，株距55 cm，植煙15 150株/hm2。施純N 90 kg/hm N∶P2O2∶K2O為1.0∶1.5∶3.0。其他栽培措施均按湖北省烤煙生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。該研究根據(jù)土壤濕潤度設(shè)置了不同的干旱處理，土壤濕潤度（R）=土壤水分含量/土壤最大田間持水量×100[8]。

1.2.1 團(tuán)棵—打頂階段的處理設(shè)置。還苗—團(tuán)棵期的土壤供水保持適宜狀態(tài)，在團(tuán)棵—打頂期設(shè)置干旱處理：A1處理為澆水灌溉保持水分適宜，水分含量78%～81%，水分不足時(shí)進(jìn)行灌溉;A2處理為輕旱（50

1.2.2 打頂—采收階段的處理設(shè)置。還苗—團(tuán)棵期和團(tuán)棵—打頂期的土壤供水保持適宜狀態(tài)，在打頂—采收期設(shè)置干旱處理：B1處理為澆水灌溉保持水分適宜，水分含量78%～81%，水分不足時(shí)進(jìn)行灌溉;B2處理為輕旱（50

利用自動(dòng)氣象站記錄大棚內(nèi)溫度，監(jiān)測溫度實(shí)時(shí)變化情況及對(duì)煙葉生長發(fā)育的影響。

1.3 測定項(xiàng)目及檢測方法

1.3.1 干鮮比測定。每個(gè)干旱處理結(jié)束時(shí)采用殺青烘干稱重法測定，即將煙株分開根、莖、葉分別稱取鮮重，然后放入烘箱105 ℃殺青30 min，在75 ℃下烘干至恒重，用電子秤稱取干物質(zhì)重，將所得的樣品保存。

1.3.2 生理指標(biāo)測定。每個(gè)干旱處理結(jié)束時(shí)，采用美國產(chǎn)LI-6200型便攜式光合作用測量儀測定不同干旱等級(jí)的煙葉的氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率和光合速率等指標(biāo)。測定根系活力、SPAD值、超氧化物歧化酶SOD活性、過氧化物酶POD活性、丙二醛MDA等指標(biāo)。

1.3.3 農(nóng)藝性狀記載。成熟期處理后7 d測定全部試驗(yàn)處理及對(duì)照。包括株高、莖圍、葉片數(shù)、最大葉長、最大葉寬等。

1.3.4 經(jīng)濟(jì)性狀測定。測定產(chǎn)量、產(chǎn)值、均價(jià)、上中等煙率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)煙葉干鮮比的影響

由表1可知，隨著干旱程度的加重，所測煙株的根、莖、葉的干鮮比值呈上升趨勢，這是由于隨著干旱程度的加重，植物組織中的水分減少，干物質(zhì)與水分的比值增大。

2.2 不同處理對(duì)煙葉光合指標(biāo)的影響

由表2可知，旺長期和成熟期的不同干旱程度處理的光合指標(biāo)均表現(xiàn)出一致的趨勢。與對(duì)照（正常水分供應(yīng)）相比，隨著干旱程度的加深，各項(xiàng)光合指標(biāo)都呈降低趨勢，這說明隨著干旱程度的加深，煙草光合作用降低。隨著葉片水分散失，氣孔保衛(wèi)細(xì)胞和附近表皮細(xì)胞直接向大氣失水導(dǎo)致氣孔開張度減小，CO2進(jìn)入葉片受到阻礙，因此氣孔導(dǎo)度在干旱脅迫下呈不斷降低的趨勢。土壤含水量的降低和氣孔的關(guān)閉導(dǎo)致葉片蒸騰速率隨之降低，因此其變化趨勢與氣孔導(dǎo)度基本一致。在干旱脅迫下由于氣孔導(dǎo)度降低，進(jìn)入葉片的CO2減少，而較強(qiáng)的光合作用仍不斷消耗CO 因此胞間CO2濃度呈下降趨勢。

2.3 不同處理對(duì)煙葉生理指標(biāo)的影響

由表3可知，在旺長期和成熟期階段，與對(duì)照相比，各處理隨著干旱程度的加重，各項(xiàng)生理指標(biāo)均表現(xiàn)出相同的趨勢。干旱加重，土壤失水，土壤中有效水分和有效營養(yǎng)離子的含量下降，生長受抑制，根系活力和光合速率等生理效應(yīng)下降，光合作用減弱，SPAD值呈降低趨勢。SOD和POD均表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，說明這2種酶在正常水分供應(yīng)情況下活性較低，對(duì)干旱脅迫的反應(yīng)很敏感，且干旱程度越嚴(yán)重其反應(yīng)越敏感，變化趨勢越明顯，隨著干旱時(shí)間的延長，植株逐漸衰老，其活性呈逐步降低趨勢。

2.4 不同處理對(duì)打頂后農(nóng)藝性狀的影響

由表4可知，在旺長期和成熟期干旱條件下，植株生長發(fā)育會(huì)受到阻礙，隨著干旱程度的加重，煙株在生長過程中根系吸收到的水分量逐步減少，煙株的生長發(fā)育受到影響，導(dǎo)致其長勢呈略減弱趨勢，煙株株高較正常的低，其葉片的長度和寬度略有減少。

2.5 不同處理對(duì)煙葉經(jīng)濟(jì)性狀的影響

由表5可知，在旺長期和成熟期干旱條件下，各處理煙葉產(chǎn)量均受到不同程度損失，各處理的煙葉產(chǎn)量、產(chǎn)值、上等煙比例均比對(duì)照差，處理間仍然隨著干旱程度的加重呈梯度下降趨勢。

從田間觀察情況看，團(tuán)棵至打頂階段，大棚內(nèi)晴天溫度較高，間歇性出現(xiàn)高溫狀態(tài)，中午溫度最高時(shí)達(dá)到35 ℃，這期間溫度雖高，但土壤中水分較充足，煙葉還能夠正常的生長，且生長速度較快，比自然狀態(tài)下的煙葉生長速度快。在6月25日打頂后（打頂至采收階段），大棚內(nèi)持續(xù)高溫時(shí)間增長，在6月26日—7月5日、7月10—12日、7月17日—8月7日、8月9—22日（采收完畢）期間，大棚中午溫度均在35 ℃以上，最高時(shí)達(dá)到50 ℃。在此期間高溫對(duì)煙葉的影響很大，土壤中的水分不斷蒸發(fā)減少，旱情逐日加重，煙葉受到嚴(yán)重傷害，葉片出現(xiàn)大量干枯死亡現(xiàn)象，不能正常成熟，采收烘烤后煙葉質(zhì)量極差。

3 結(jié)論與討論

干旱脅迫導(dǎo)致植物新陳代謝和內(nèi)源激素平衡發(fā)生紊亂，造成植物的細(xì)胞脫水，產(chǎn)生大量的活性氧，造成細(xì)胞膜受損，光合色素降解，植物根系活力下降等，致使光系統(tǒng)Ⅱ受損，電子傳遞和光合磷酸化過程受到抑制，葉片的光合作用減弱，使得植物生長發(fā)育緩慢、葉片萎蔫、植株矮小，而更嚴(yán)重的干旱脅迫會(huì)直接導(dǎo)致植物死亡，造成農(nóng)作物大幅度減產(chǎn)，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展[9-12]。

該研究對(duì)煙株高溫干旱的試驗(yàn)結(jié)果表明，在煙葉干旱過程中，隨著干旱程度的加深，煙葉的光合指標(biāo)和部分生理指標(biāo)均受到較大影響，各項(xiàng)光合指標(biāo)和生理指標(biāo)都呈降低趨勢。煙葉的農(nóng)藝性狀也受到影響，隨著干旱程度的加重，煙葉生長受阻，植株矮化，葉片較小不能開展，煙葉干物質(zhì)積累不足，不能正常成熟，烘烤后煙葉的質(zhì)量很差，對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀造成很大影響，同時(shí)在大棚內(nèi)溫度過高的情況下，葉片很容易干枯死亡。

干旱脅迫在我國各個(gè)煙草種植大省中普遍發(fā)生并形成巨大威脅，嚴(yán)重影響了我國煙草的產(chǎn)量與品質(zhì)。在干旱的影響下，煙葉的生長發(fā)育受阻，煙葉干物質(zhì)積累減少，在煙葉成熟期容易造成假熟，降低煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)在干旱期間容易遭受到高溫的影響，加重?zé)熑~損失[13-15]。因此，今后研究中如何提高植物自身的抗旱能力、加強(qiáng)煙葉生產(chǎn)中應(yīng)對(duì)高溫干旱的應(yīng)對(duì)措施、減少煙葉田間損失，是當(dāng)前我國煙草生產(chǎn)過程中急需解決的重要問題。

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